Le fil rouge de cette thèse est l'étude des processus de Hawkes. Ces processus ponctuels décryptent l'inter-causalité qui peut avoir lieu entre plusieurs séries d'événements. Concrètement, ils déterminent l'influence qu'ont les événements d'une série sur les événements futurs de toutes les autres séries. Par exemple, dans le contexte des réseaux sociaux, ils décrivent à quel point l'action d'un utilisateur, par exemple un Tweet, sera susceptible de déclencher des réactions de la part des autres.Le premier chapitre est une brève introduction sur les processus ponctuels suivie par un approfondissement sur les processus de Hawkes et en particulier sur les propriétés de la paramétrisation à noyaux exponentiels, la plus communément utilisée. Dans le chapitre suivant, nous introduisons une pénalisation adaptative pour modéliser, avec des processus de Hawkes, la propagation de l'information dans les réseaux sociaux. Cette pénalisation est capable de prendre en compte la connaissance a priori des caractéristiques de ces réseaux, telles que les interactions éparses entre utilisateurs ou la structure de communauté, et de les réfléchir sur le modèle estimé. Notre technique utilise des pénalités pondérées dont les poids sont déterminés par une analyse fine de l'erreur de généralisation.Ensuite, nous abordons l'optimisation convexe et les progrès réalisés avec les méthodes stochastiques du premier ordre avec réduction de variance. Le quatrième chapitre est dédié à l'adaptation de ces techniques pour optimiser le terme d'attache aux données le plus couramment utilisé avec les processus de Hawkes. En effet, cette fonction ne vérifie pas l'hypothèse de gradient-Lipschitz habituellement utilisée. Ainsi, nous travaillons avec une autre hypothèse de régularité, et obtenons un taux de convergence linéaire pour une version décalée de Stochastic Dual Coordinate Ascent qui améliore l'état de l'art. De plus, de telles fonctions comportent beaucoup de contraintes linéaires qui sont fréquemment violées par les algorithmes classiques du premier ordre, mais, dans leur version duale ces contraintes sont beaucoup plus aisées à satisfaire. Ainsi, la robustesse de notre algorithme est d'avantage comparable à celle des méthodes du second ordre dont le coût est prohibitif en grandes dimensions.Enfin, le dernier chapitre présente une nouvelle bibliothèque d'apprentissage statistique pour Python 3 avec un accent particulier mis sur les modèles temporels. Appelée tick, cette bibliothèque repose sur une implémentation en C++ et les algorithmes d'optimisation issus de l'état de l'art pour réaliser des estimations très rapides dans un environnement multi-cœurs. Publiée sur Github, cette bibliothèque a été utilisée tout au long de cette thèse pour effectuer des expériences. / The common thread of this thesis is the study of Hawkes processes. These point processes decrypt the cross-causality that occurs across several event series. Namely, they retrieve the influence that the events of one series have on the future events of all series. For example, in the context of social networks, they describe how likely an action of a certain user (such as a Tweet) will trigger reactions from the others.The first chapter consists in a general introduction on point processes followed by a focus on Hawkes processes and more specifically on the properties of the widely used exponential kernels parametrization. In the following chapter, we introduce an adaptive penalization technique to model, with Hawkes processes, the information propagation on social networks. This penalization is able to take into account the prior knowledge on the social network characteristics, such as the sparse interactions between users or the community structure, to reflect them on the estimated model. Our technique uses data-driven weighted penalties induced by a careful analysis of the generalization error.Next, we focus on convex optimization and recall the recent progresses made with stochastic first order methods using variance reduction techniques. The fourth chapter is dedicated to an adaptation of these techniques to optimize the most commonly used goodness-of-fit of Hawkes processes. Indeed, this goodness-of-fit does not meet the gradient-Lipschitz assumption that is required by the latest first order methods. Thus, we work under another smoothness assumption, and obtain a linear convergence rate for a shifted version of Stochastic Dual Coordinate Ascent that improves the current state-of-the-art. Besides, such objectives include many linear constraints that are easily violated by classic first order algorithms, but in the Fenchel-dual problem these constraints are easier to deal with. Hence, our algorithm's robustness is comparable to second order methods that are very expensive in high dimensions.Finally, the last chapter introduces a new statistical learning library for Python 3 with a particular emphasis on time-dependent models, tools for generalized linear models and survival analysis. Called tick, this library relies on a C++ implementation and state-of-the-art optimization algorithms to provide very fast computations in a single node multi-core setting. Open-sourced and published on Github, this library has been used all along this thesis to perform benchmarks and experiments.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La perception de la causalité a été examinée chez 30 enfants de 20 semaines à l’aide de la technique de l’habituation visuelle-réaction à la nouveauté où un événement causal (le lancer direct) et deux événements non causaux (les lancer sans collision et lancer avec délai) ont été présentés. Les résultats montrent que les enfants de cet âge ne perçoivent pas la dimension causale du lancer direct. Cependant, à la lumière de la comparaison avec certaines études antérieures, les données recueillies suggèrent la possibilité d’un stade intermédiaire entre la perception des caractéristiques spatiotemporelles et la perception de la caractéristique causale. Finalement, ces résultats seront analysés d’après différents modèles théoriques.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / Ce mémoire a pour but d'évaluer si, et dans quelle mesure, il est vraisemblable de dire que les principes et enjeux qui sous-tendent la pratique de la Philosophie pour enfants impliquent que ceux qui reçoivent une éducation répondant à ces principes sont placés en situation de véritablement philosopher. À cette fin, nous avons construit une définition de l'acte de philosopher en interrogeant les écrits de Platon et d'Aristote sous l'angle des causes efficiente, finale, matérielle et formelle. Nous avons par la suite comparé les différents constats dégagés de cette lecture aux caractéristiques de la pratique philosophique telle que la conçoit Matthew Lipman. Nous concluons cette mise en dialogue des trois penseurs par la proposition d'une conception du philosopher qui se veut accessible à tous, y compris aux enfants, mais qui exige de la part des éducateurs des compétences particulières.

Le but de la présente étude est de vérifier, à l'aide de la technique de l'habituation-réaction à la nouveauté, si les enfants de 6 mois portent bel et bien attention à chaque objet lorsqu'ils perçoivent des événements. Trente-six enfants sont ainsi habitués à des lancers causaux et non causaux, et ensuite soumis à une substitution de l'un ou l'autre des deux objets. Les résultats démontrent que la substitution apportée au deuxième objet est notée plus rapidement que celle apportée au premier, peu importe la nature causale ou non du lancer. Ces résultats signifient que les enfants de 6 mois perçoivent les deux objets impliqués, mais consacrent davantage leur attention sur le deuxième quand ils traitent ce genre de situations.

Le présent travail est une analyse du concept d’instrument qui en fait apparaître les exigences théoriques et demande si et dans quelle mesure le système de Thomas d’Aquin les remplit. D’abord, on montre que la notion d’instrument telle que Thomas la définit en général et conformément à l’aristotélisme dont il hérite — à savoir, comme un «moteur mû» — est contradictoire, dans la mesure où rien, d’après Thomas, ne peut être à la fois moteur et mû selon le même mouvement. Ensuite, on montre que la notion d’instrument telle que Thomas la redéfinit dans le contexte restreint de sa théologie sacramentelle — à savoir, comme ce qui «agit en vertu d’un autre» — échappe à cette contradiction, même si elle est, à son tour, problématique, parce qu’elle implique qu’un même pouvoir (virtus) transite de l’agent principal à l’instrument. Il faut étudier le modèle auquel Thomas renvoie — à savoir, l’être intentionnel des espèces sensibles — pour répondre à ce problème : il s’agit alors de montrer comment l’apparence peut être conçue comme une propriété en transit numériquement identique en plusieurs sujets (la chose, le milieu, le percepteur). Enfin, on justifie l’application de ce modèle au pouvoir instrumental grâce à deux thèses centrales de l’ontologie thomasienne des pouvoirs — à savoir, qu’ils sont distincts de la forme substantielle et qu’ils en fluent — qui reviennent à accorder au pouvoir, comme tel, le même statut ontologique qu’à l’espèce sensible, c’est-à-dire un être intentionnel (esse intentionale). On en conclut que ce qui fonde, en définitive, la causalité instrumentale, ce n’est pas tant la physique d’Aristote que l’ontologie des pouvoirs de Thomas. / The aim of this study is to offer a better understanding of instrumental causation in Aquinas. It starts by calling into question the idea that an instrument is a « moved mover ». Behind this apparently innocuous phrase lurks a contradiction, for, as Aquinas states, it is impossible for something to both be a mover and be moved according to the same motion. Having argued that this contradiction may not be satisfyingly solved, an alternate definition is suggested, according to which an instrument acts "in virtue of another". Indeed, according to Aquinas’s sacramental theology, an instrument acts insofar as it contains a certain power (virtus). This power isn’t its own, but the individual property of something else, namely the principal cause. The question here is to account for what seems to be a transferable trope: an individual power present both in the principal and in the instrumental cause. Aquinas does this by comparing the power in the instrument to the species of color in the air. We follow this cue. First, by understanding how a sensible species may be understood as numerically identical across different subjects, namely the sensible object, the medium and the perceiver. Second, by turning to Aquinas’s thesis that powers are distinct and flow from a thing’s substantial form. This, it is argued, amounts to granting powers the same ontological status as sensible species, namely intentional being (esse intentionale). The study concludes that it is not Aristotelian physics but Aquinas’s metaphysics of powers that ultimately grounds instrumental causation.

Basée sur la relation éducation et croissance en Afrique subsaharienne, cette thèse étudie les trajectoires socioéconomiques de 33 pays d'Afrique anglophone, francophone et maghrébin. L'objectif est de rechercher les raisons du retard socioéconomiques des pays de cet échantillon en vue de contribuer au débat sur les politiques de promotion de la croissance sur le continent. En particulier, il s'agit de montrer, d'une part, que l'éducation n'est pas le seul facteur explicatif des faibles trajectoires de revenus des pays d'Afrique subsaharienne (ASS) et, d'autre part, que les modèles d'analyses économétriques ainsi que les variables d'intérêts ont un impact déterminant sur les résultats obtenus. Il s'agit, enfin, de mettre en évidence le sens de causalité le plus fort qui existe entre l'éducation et la croissance économique. Dans l'état actuel des connaissances, les théories de la croissance (néoclassique et endogènes), ainsi que les récentes tentatives visant à prendre en compte les données des pays africains, en particulier grâce à l'analyse des effets de seuil et la trappe à pauvreté, ont tous connu des difficultés à expliquer le retard socio-économique en Afrique subsaharienne (ASS). Par conséquent, notre thèse propose une extension qui vise à intégrer les spécificités individuelles et temporelles, tout en contrôlant les biais d'endogénéité et simultanéité relatifs aux données de cette sous-région. De ces analyses, trois enseignements fondamentaux se dégagent. Premièrement, l'impact de l'éducation est positif et significatif pour l'ensemble de pays concernés. Cependant, cet impact varie d'une méthode à l'autre et d'une variable dépendante - PNB et PIB - à l'autre. Deuxièmement, il semble que l'éducation n'est pas le facteur explicatif de la faible performance des pays de l'échantillon : les conflits armés et civils répétitifs, le manque d'opportunités économiques, l'importance des inégalités socioéconomiques, et les disparités régionales ainsi que les polarisations sociales constituent les principaux freins au développement de la sous-région. Enfin, l'éducation apparait plutôt comme le résultat qu'une conséquence de la croissance des pays de l'échantillon. On en conclut que l'impact de l'éducation est conditionné par la stabilité politique, économique et sociale. De même, l'amélioration de la transparence et de la bonne gouvernance demeurent des conditions nécessaires pour stimuler les investissements publics et privés en vue de relancer la croissance sur le continent.

La commande de systèmes physiques s'avère être une tâche difficile en général. En fonction du modèle choisi, les outils mathématiques pour l'analyse et la conception de lois de commande peuvent changés. Pour les systèmes décrits par une représentation entrée-sortie, type transfert, ou par une équation de type état, les principales informations exploitées lors de la phase d'analyse concerne la structure interne du modèle (structure finie) et la structure externe (structure à l'infini) qui permettent avant la phase de synthèse de connaître, sur le modèle en boucle ouverte, les propriétés des lois de commande envisagées ainsi que les propriétés du système piloté (stabilité...).Le travail porte principalement sur l'étude des zéros invariants des systèmes physiques représentés par bond graph, en particulier dans un contexte de modèle type LTV. L'approche algébrique est essentielle dans ce contexte car même si les aspects graphiques restent très proches du cas linéaire classique, l'extension aux modèles LTV reste très complexe d'un point de vue mathématique, en particulier pour le calcul de racines de polynômes. De nouvelles techniques d'analyse des zéros invariants utilisant conjointement l'approche bond graph (exploitation de la causalité) et l'approche algébriques ont permis de mettre en perspective certains modules associés à ces zéros invariants et de clarifier le problème d'annulation des grandeurs de sortie. L'application aux problèmes d'observateurs à entrées inconnues a permis d'illustrer nos propos sur des exemples physiques, avec certaines extensions, problèmes pour lesquels les zéros invariants apparaissent aussi comme éléments essentiels.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La douleur est une expérience perceptive comportant de nombreuses dimensions. Ces dimensions de douleur sont inter-reliées et recrutent des réseaux neuronaux qui traitent les informations correspondantes. L’élucidation de l'architecture fonctionnelle qui supporte les différents aspects perceptifs de l'expérience est donc une étape fondamentale pour notre compréhension du rôle fonctionnel des différentes régions de la matrice cérébrale de la douleur dans les circuits corticaux qui sous tendent l'expérience subjective de la douleur. Parmi les diverses régions du cerveau impliquées dans le traitement de l'information nociceptive, le cortex somatosensoriel primaire et secondaire (S1 et S2) sont les principales régions généralement associées au traitement de l'aspect sensori-discriminatif de la douleur. Toutefois, l'organisation fonctionnelle dans ces régions somato-sensorielles n’est pas complètement claire et relativement peu d'études ont examiné directement l'intégration de l'information entre les régions somatiques sensorielles. Ainsi, plusieurs questions demeurent concernant la relation hiérarchique entre S1 et S2, ainsi que le rôle fonctionnel des connexions inter-hémisphériques des régions somatiques sensorielles homologues. De même, le traitement en série ou en parallèle au sein du système somatosensoriel constitue un autre élément de questionnement qui nécessite un examen plus approfondi. Le but de la présente étude était de tester un certain nombre d'hypothèses sur la causalité dans les interactions fonctionnelle entre S1 et S2, alors que les sujets recevaient des chocs électriques douloureux. Nous avons mis en place une méthode de modélisation de la connectivité, qui utilise une description de causalité de la dynamique du système, afin d'étudier les interactions entre les sites d'activation définie par un ensemble de données provenant d'une étude d'imagerie fonctionnelle. Notre paradigme est constitué de 3 session expérimentales en utilisant des chocs électriques à trois différents niveaux d’intensité, soit modérément douloureux (niveau 3), soit légèrement douloureux (niveau 2), soit complètement non douloureux (niveau 1). Par conséquent, notre paradigme nous a permis d'étudier comment l'intensité du stimulus est codé dans notre réseau d'intérêt, et comment la connectivité des différentes régions est modulée dans les conditions de stimulation différentes. Nos résultats sont en faveur du mode sériel de traitement de l’information somatosensorielle nociceptive avec un apport prédominant de la voie thalamocorticale vers S1 controlatérale au site de stimulation. Nos résultats impliquent que l'information se propage de S1 controlatéral à travers notre réseau d'intérêt composé des cortex S1 bilatéraux et S2. Notre analyse indique que la connexion S1→S2 est renforcée par la douleur, ce qui suggère que S2 est plus élevé dans la hiérarchie du traitement de la douleur que S1, conformément aux conclusions précédentes neurophysiologiques et de magnétoencéphalographie. Enfin, notre analyse fournit des preuves de l'entrée de l'information somatosensorielle dans l'hémisphère controlatéral au côté de stimulation, avec des connexions inter-hémisphériques responsable du transfert de l'information à l'hémisphère ipsilatéral. / Pain is a perceptual experience comprising many dimensions. These pain dimensions interrelate with each other and recruit neuronal networks that process the corresponding information. Elucidating the functional architecture that supports different perceptual aspects of the experience is thus, a fundamental step to our understanding of the functional role of different regions in the cerebral pain matrix that are involved in the cortical circuitry underlying the subjective experience of pain. Among various brain regions involved in the processing of nociceptive information, primary and secondary somatosensory cortices (S1 and S2) are the main areas generally associated with the processing of sensory-discriminative aspect of pain. However the functional organization in these somatosensory areas is not completely clear and relatively few studies have directly examined the integration of information among somatic sensory regions. Thus, several questions remain regarding the hierarchical relationship between S1 and S2, as well as the functional role of the inter-hemispheric connections of the homologous somatic sensory areas. Likewise, the question of serial or parallel processing within the somatosensory system is another questionable issue that requires further investigation. The purpose of the present study was to test a number of causal hypotheses regarding the functional interactions between S1 and S2, while subjects were receiving painful electric shocks. We implemented a connectivity modeling approach, which utilizes a causal description of system dynamics, in order to study the interactions among activation sites defined by a data set derived from a functional imaging study. Our paradigm consists of 3 experimental scans using electric shock stimuli, with the stimulus intensity changing from moderately painful (level 3), to slightly painful (level 2), and to completely non-painful (level 1) during the final scan. Therefore our paradigm allowed us to investigate how stimulus intensity is encoded within our network of interest, and how the connectivity of the different regions is modulated across the different stimulus conditions. Our result is in favor of serial mode of somatosensory processing with thalamocortical input to S1 contralateral to stimulation site. Thus our results implicates that pain information is propogated from S1 contralateral through our network of interest comprising of bilateral S1 and S2. Our analysis indicates that S1→S2 connection is modulated by pain, which suggests that S2 is higher on the hierarchy of pain processing than S1, in accordance with previous neurophysiological and MEG findings. Lastly, our analysis provides evidence for the entrance of somatosensory information into the hemisphere contralateral to the stimulation side, with inter-hemispheric connections responsible for the transfer of information to the ipsilateral hemisphere.